Transformación de azúcares en biocarburantes no oxigenados de elevada densidad energética

Virent Energy Sistems y Shell han desarrollado un proceso catalítico (® Bioforming) que permite la transformación de azúcares de diferente procedencia en carburantes con propiedades similares a la gasolina, diesel o jet-fuel. Se trata de un proyecto de demostración en el que la materia prima utilizada es la misma que para fabricar etanol pero sin necesidad de un proceso de fermentación y destilación.

Autor:  [Juan Antonio Melero Hernández-Grupo de Ingeniería Química y Ambiental de la Universidad Rey Juan Carlos]

Uno de los principales retos a afrontar en el transporte es la producción sostenible de biocarburantes de forma que se puedan obtener con costes competitivos, resulten eficientes en  términos de emisiones de CO₂ y al mismo tiempo que sean compatibles con los motores de combustión interna actuales. Para ello se requieren procesos y tecnologías innovadoras de producción. Resulta esencial promover la transición hacia los biocarburantes de segunda generación que se producen a partir de una amplia variedad de materias primas, p. ej. residuos agroforestales y urbanos, de manera que se evite la competición con materias primas de uso alimentario como es el caso de los cereales y los aceites vegetales convencionales. En esta transición, la investigación y el desarrollo de nuevos conceptos y procesos desempeñan un papel esencial. Se perfilan a corto plazo una serie de cambios en la utilización de las materias primas, en la producción y comercialización de los biocombustibles de segunda generación y su integración con las denominadas biorrefinerías, en las que la co-producción de los biocombustibles con electricidad y calor deberá contribuir a mejorar su competitividad.

El proceso ® Bioforming es un interesante ejemplo de tecnología de transformación eficiente y con costes de producción competitivos utilizando biomasa lignocelulósica como materia prima. Y un paso hacia delante en la producción integrada de biocarburantes, energía y productos químicos a partir de biomasa de diferente naturaleza, en lo que constituiría una biorrefinería.

La tecnología patentada por Virent (® Bio-Forming) utiliza catalizadores heterogéneos para convertir los azúcares de las plantas en moléculas de hidrocarburo, en un proceso similar al que se sigue en una refinería al convertir petróleo en carburantes fósiles. Esta tecnología permite utilizar azúcares procedentes de materias primas no alimentarias de origen lignocelulósico y bajo coste, como restos herbáceos de maíz, paja de trigo o bagazo de caña de azúcar. Dentro de los diferentes beneficios de esta tecnología, es importante destacar que permite el procesado de todo tipo de azúcares y no sólo hexosas como la tecnología convencional de producción de bioetanol y por tanto, utilizar materia prima lignocelulósica con mejores rendimientos másicos y energéticos.

El proceso ® BioForming  (ver figura adjunta) se basa en la combinación de la tecnología novedosa de reformado catalítico en fase acuosa (APR) con tecnologías catalíticas convencionales como son hidrotratamientos, condensaciones, deshidrataciones y alquilaciones. Cada una de las etapas del proceso puede ser optimizada y modificada para producir la mezcla de hidrocarburos deseada compatible con las infraestructuras de distribución de los carburantes convencionales y con los motores de combustión actuales.

Diagrama de flujo simplificado del proceso ® BioForming